8.1.2 生成样本

    通过使用一点算术，就能够利用算法来创建这些样本，例如可以重新生成经典的正弦波，以下示例产生了一个440Hz的正弦波。

package com.nthm.androidtestActivity;

import com.nthm.androidtest.R;
import android.app.Activity;
import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioManager;
import android.media.AudioTrack;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;

public class AudioSynthesis extends Activity implements OnClickListener {
    private Button startSound;
    private Button endSound;
    private AudioSynthesisTask audioSynth;
    private boolean keepGoing=false;
    private float synth_frequency=440;//440Hz , Middle A
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.audiosynthesis);
        startSound=(Button) findViewById(R.id.StartSound);
        startSound.setOnClickListener(this);
        endSound=(Button) findViewById(R.id.EndSound);
        endSound.setOnClickListener(this);
        
        endSound.setEnabled(false);
    }
     
    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        keepGoing=false;
        endSound.setEnabled(false);
        startSound.setEnabled(true);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
         if(v==startSound){
             keepGoing=true;
             audioSynth=new AudioSynthesisTask();
             audioSynth.execute();
             endSound.setEnabled(true);
             startSound.setEnabled(false);
         }else if(v==endSound){
             keepGoing=false;
             endSound.setEnabled(false);
             startSound.setEnabled(true);
         }
    }
    private class AudioSynthesisTask extends AsyncTask<Void, Void, Void>{

        @Override
        protected Void doInBackground(Void... params) {
            final int SAMPLE_RATE=11025;
            int minSize=AudioTrack.getMinBufferSize(SAMPLE_RATE, AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
            AudioTrack audioTrack=new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, SAMPLE_RATE, AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, minSize, AudioTrack.MODE_STREAM);
            audioTrack.play();
            short[] buffer=new short[minSize];
            float angular_frequency=(float)(2*Math.PI)*synth_frequency/SAMPLE_RATE;
            float angle=0;
            while(keepGoing){
                for(int i=0;i<buffer.length;i++){
                    buffer[i]=(short)(Short.MAX_VALUE*((float) Math.sin(angle)));
                    angle+=angular_frequency;
                }
                audioTrack.write(buffer, 0, buffer.length);
            }
            return null;
        }
    }
}

    下面是用于活动的布局XML文件：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    >
 
 <Button 
     android:layout_width="wrap_content"
     android:layout_height="wrap_content"
     android:id="@+id/StartSound"
     android:text="Start Sound"/>
 <Button 
     android:layout_width="wrap_content"
     android:layout_height="wrap_content"
     android:id="@+id/EndSound"
     android:text="End Sound"/>
 
</LinearLayout>

     通过更改synth_frequency，我们可以重新生成任何其他想要的频率。当然，更改用于生成值的函数同样也将改变声音。我们可能希望尝试将样本固定位Short.MAX_VALUE或Short.MIN_VALUE，以实现一个快速而平稳的方波示例。

    当然，这仅仅是在Android上处理音频合成的浅显内容。由于使用AudioTrack能够播放原始的PCM样本，因此在Android上几乎可以使用任何可用来生成数字音频的技术，不过这需要考虑到处理器的速度和内存的限制。

    下面是一个示例应用程序，其采用了一些第4章中介绍的技术来跟踪手指在触摸屏上的位置，同时采用上述示例代码生成音频。此应用程序将生成音频，同时根据用户手指在触摸屏的x轴上的位置选择频率。

package com.nthm.androidtestActivity;

import com.nthm.androidtest.R;
import android.app.Activity;
import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioManager;
import android.media.AudioTrack;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;
import android.view.MotionEvent;
import android.view.View;
import android.view.View.OnTouchListener;

    活动将实现OnTouchListener，从而可以跟踪触摸的位置。

public class FingerSynthesis extends Activity implements OnTouchListener {

    就像之前的示例一样，本示例将使用AsyncTask，以提供一个生成和播放音频样本的线程。

    private AudioSynthesisTask AudioSynth;

    需要一个基准音频频率，当手指放在x轴上的0位置时播放该频率。这将是播放的最低频率。

    private static final float BASE_FREQUENCY=440;

    随着手指的移动会变浮点数synth_frequency。在应用启动应用程序时，将它设置为BASE_FREQUENCY。

    private float synth_frequency=BASE_FREQUENCY;

    使用play布尔值来确定何时应该实际的播放音频。该布尔值将由触摸事件控制。

    private boolean play=false;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.fingersynthesis);
         View mainView=findViewById(R.id.MainView);

    在布局中只有一个条目，即包含ID MainView的LinearLayout。获得该条目的一个引用，同时将OnTouchListener注册为当前活动。这样，当用户触摸屏时将调用活动的onTouch方法。

        View mainView=findViewById(R.id.MainView);
        mainView.setOnTouchListener(this);
        
        AudioSynth=new AudioSynthesisTask();
        AudioSynth.execute();
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        play=false;
        finish();
    }

    当用户开始触摸，停止触摸或在屏幕上移动手指时，都将调用onTouch方法，它根据用户的操作将play布尔值设置为true或false。这将控制是否生成音频样本。该方法还将跟踪用户手指在触摸屏x轴上的位置，从而相应的调整synth_frequency变量。

    @Override
    public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
        int action=event.getAction();
        switch (action) {
        case MotionEvent.ACTION_DOWN:
            play=true;
            synth_frequency=event.getX()+BASE_FREQUENCY;
            break;
        case MotionEvent.ACTION_MOVE:
            play=true;
            synth_frequency=event.getX()+BASE_FREQUENCY;
            break;
        case MotionEvent.ACTION_UP:
            play=false;
            break;
        case MotionEvent.ACTION_CANCEL:
            
            break;
        default:
            break;
        }
        return true;
    }
    private class AudioSynthesisTask extends AsyncTask<Void, Void, Void>{

        @Override
        protected Void doInBackground(Void... params) {
            final int SAMPLE_RATE=11025;
            int minSize=AudioTrack.getMinBufferSize(SAMPLE_RATE, AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
            AudioTrack audioTrack=new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, SAMPLE_RATE, AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, minSize, AudioTrack.MODE_STREAM);
            audioTrack.play();
            short[]buffer=new short[minSize];
            float angle=0;

    最后，在AudioSynthesisTask生成音频的循环中，检查play布尔值，同时进行计算以根据synth_frequency变量(可以根据用户的手指位置对这个变量进行更改)生成音频样本。

            while(true){
                if(play){
                    for(int i=0;i<buffer.length;i++){
                        float angular_frequency=(float)(2*Math.PI)*synth_frequency/SAMPLE_RATE;
                        buffer[i]=(short)(Short.MAX_VALUE*((float) Math.sin(angle)));
                        angle+=angular_frequency;
                    }
                    audioTrack.write(buffer, 0, buffer.length);
                }else{
                    try {
                        Thread.sleep(50);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

    下面是布局XML

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:id="@+id/MainView"
    >

</LinearLayout>

    这个示例部分演示了AudioTrack类的能力和灵活性。由于可以通过算法生成音频，因此能够使用任何想要的方法来决定音频的特征(此示例利用了音频的声调或者频率)。